弦楽器
【課題】弦楽器として使用可能であり、かつ、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現することができる自動演奏可能な弦楽器を提供する。
【解決手段】弦楽器１は、弦２１と、表板１１、裏板１２及び表板１１と裏板１２とを接合する側板１３を有し、内部に空洞１４を備える本体１０と、表板１１上に設けられ、弦２１を支持する駒２０と、駒２０と接触し、入力された電気音響信号に基づく振動を駒２０に与えるアクチュエーター４０とを備えることを特徴とする。
【解決手段】弦楽器１は、弦２１と、表板１１、裏板１２及び表板１１と裏板１２とを接合する側板１３を有し、内部に空洞１４を備える本体１０と、表板１１上に設けられ、弦２１を支持する駒２０と、駒２０と接触し、入力された電気音響信号に基づく振動を駒２０に与えるアクチュエーター４０とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動演奏が可能な弦楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ギターやバイオリンなどの弦楽器を自動演奏で楽しむための装置が開発されている。弦楽器は、弦による振動を駒を介して主として本体の表板に伝達することにより、表板、裏板及び本体内部の空洞で共鳴が発生し、これによって奥行きのある音色を奏でるようになされている。この楽器の音発生メカニズムを利用して表板をアクチュエーターにより直接振動させることにより自動演奏を可能にした弦楽器が知られている（特許文献１）。また機械的振動を発生するアクチュエーターとして、磁歪素子を用いたアクチュエーターも知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特許第３７８８３８２号公報
【特許文献２】特許第３６１５８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では、アクチュエーターが本体の表板に単に設けられているため、実際に演奏者が演奏する場合と比較して振動伝達経路が異なり、その結果、自動演奏の場合には演奏者による演奏と比較すると音質が低下するという不都合が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明は弦楽器として使用可能であり、かつ、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現することができる自動演奏可能な弦楽器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の弦楽器は、弦と、表板、裏板及び表板と裏板とを接合する側板を有し、内部に空洞を備える本体と、表板上に設けられ、弦を支持する駒と、入力された電気音響信号に基づく振動を駒に与えるアクチュエーターと、を備えている。
【０００６】
弦楽器は演奏者が弦を振動させると、その振動が駒を介して本体の表板に伝達し、表板、裏板、本体の空洞が共鳴して音を発する。ここで、駒は演奏者が演奏した場合に弦の振動を表板に与えて全体として奥行きのある音を奏でるような適切な位置に設けられている。
【０００７】
一方、電気音響信号を入力してアクチュエーターを当該電気音響信号に基づいて振動させた場合には、アクチュエーターからの振動が駒を介して本体の表板に伝達し、演奏者により弦を振動させた場合と同様に、表板、裏板、本体の空洞が共鳴して音を発生する。このように電気音響信号を入力して自動演奏した場合にも、弦を振動させた場合と同様に駒を介して振動の伝達が行われるので、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現した自動演奏が可能となる。
【０００８】
本発明では、一端に振動出力部を有するアクチュエーターが本体の空洞内部に設けられ、さらに表板に空洞と連通する貫通孔を有しており、貫通孔を介して振動出力部が駒と接し、振動を与えるように配置されていると好ましい。弦楽器が元来備えている共鳴空間が損なわれる可能性が小さくなり、弦楽器が本来もつ音色により近づけることができる。また、アクチュエーターが空洞内部に配置され、また振動出力部が貫通孔から弦楽器外部に露出しているため、弦楽器の外観を損なうことがない。
【０００９】
本発明の弦楽器は、アクチュエーターの他端と弦楽器の裏板との間に挟持された弾性部材をさらに備えていることが好ましい。この構成によれば、アクチュエーターが弾性部材で支持、固定されるだけでなく、アクチュエーターの振動を弾性部材で吸収するため、アクチュエーターから裏板へ直接的に振動が伝達されることを抑制できる。
【００１０】
本発明の弦楽器は、対向する側板同士を連結しており、アクチュエーターの他端を支持するように設けられた梁を有していることが好ましい。側板を連結している梁が、アクチュエーターを支持することにより、アクチュエーターの振動が直接裏板へ伝達するのを防止し、音質の低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弦楽器としての利用が可能で、かつ、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現した自動演奏が可能な弦楽器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第一の実施形態＞
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
＜全体構成＞
図１は、本発明の弦楽器の一実施形態であるバイオリンの全体構成を示す斜視図である。また図２は、そのバイオリンの内部構造を示す断面図である。本実施形態のバイオリン１は、本体１０、その本体１０の一方の端部に設けられたネック３０、本体１０の他方の端部に設けられたテールピース３２、及びネック３０の先端からテールピース３２にかけて張られた弦２１を有している。
【００１４】
本体１０は、表板１１、裏板１２、表板１１と裏板１２の周縁同士を接合する側板１３を有しており、これら表板１１、裏板１２及び側板１３によって形成される空洞１４を内部に有している。空洞１４内には表板１１と裏板１２との間に挟持された魂柱２２を有している。本体１０を形成する表板１１、裏板１２、側板１３及び魂柱２２は、いずれも木製の材料で構成されている。
【００１５】
また本体１０の表板１１には、ｆ字孔３３が設けられており、空洞１４で共鳴した音がこのｆ字孔３３を介して外部に伝達されるようになされている。さらに本体１０の表板１１の中央付近には、弦２１を下方から支持する駒２０が設けられている。この駒２０には、アクチュエーター４０が当接しており、当該アクチュエーター４０で発生した振動が駒２０に伝達されるようになされている。
【００１６】
ネック３０の先端には、弦２１の一端を係止するための糸巻３１が設けられている。またテールピース３２には、弦２１の他端を係止するための係合部が設けられている。
【００１７】
弦２１は、その一端が表板１１上のテールピース３２によって固定され、他端がネック３０の先端に設けられた糸巻３１に対して巻回されている。また弦２１は、本体１０の中央付近において駒２０の上端により下方から支持されており、糸巻３１を回して弦２１の長さを調節することにより、所望の音を奏でるように駒２０の上端を支持点として張られている。
【００１８】
魂柱２２は、駒２０及びアクチュエーター４０と接触しないよう、表板１１と裏板１２との間に挟まれた状態で接着剤を用いずに固定される円柱状の部材である。魂柱２２は、駒２０から表板１１に与えられた振動を裏板１２に伝え、本体１０の振動及び音発生に寄与している。
【００１９】
駒２０は、アクチュエーター４０または弦２１からの振動を表板１１へと伝える木製の部材である。バイオリン１は、駒２０からの振動を表板１１で受け、振動が表板１１から魂柱２２及び側板１３を介して裏板１２へと伝達し、各板と空洞１４とが共鳴して音を発する。アクチュエーター４０から振動を入力する場合には、アクチュエーター４０が駒２０に振動を与えて自動演奏が可能であるが、アクチュエーターを用いない場合には、演奏者が弓（図示しない）で弦２１を振動させ、弦２１が駒２０に振動を与えることで演奏が可能である。
【００２０】
駒２０は表板１１上に設けられ、弦２１からの振動を表板１１に伝達する役割を持っている。弦楽器は主に表板１１を振動させることによって、楽器本体から外部へと音を発するものである。駒２０の位置は演奏する弦楽器の表板１１とそれ以外の裏板１２、側板１３、魂柱２２及び空洞１４の振動を最適な状態とし、また、弦楽器が本来備える奥行きのある音色を出すために最適な位置に微調整されている。本実施形態の駒２０も、表板１１を用いたバイオリン１に元々備えられていた位置と同様の位置に備え付けられている。駒２０が正確な位置に設けられているため、演奏者による演奏に際しても、またアクチュエーター４０からの振動伝達による自動演奏に際しても、バイオリン１が本来持つ音色を奏でることができる。
【００２１】
駒２０は一方の端部が二股に分かれ、他方の端部が丸みを帯びた円弧状に形成された板状部材であり、表板１１に対して垂直、かつ弦２１に対しても直交するように設けられている。駒２０の一方の端部は、接着剤等を用いずに、表板１１に設けられた凹部又は孔（図示せず）と係合することにより仮固定されており、他方の端部は弦２１に当接するようになされており、弦２１から与えられる付勢力によって当該弦２１と表板１１との間に固定されている。従って、弦２１を緩めた場合には、駒２０の固定は解除され、表板１１に対しては垂直な状態ではなくなる。このように駒２０を接着剤等で固定しない理由は、駒２０と表板１１との間に接着剤等が入り込み、駒２０から表板１１への良好な振動伝達が損なわれるため、好ましくないからである。
【００２２】
上述のように、二股に形成された駒２０の一方の端部が表板１１に当接するが、表板１１におけるその当接点Ａ、Ｂ間には、空洞１４と連通する貫通孔１５が設けられている。アクチュエーター４０は空洞１４内に配置されている。アクチュエーター４０の一端には、振動出力部４１が設けられており、この振動出力部４１が貫通孔１５を介して外部に露出している。この振動出力部４１の先端は、駒２０の二股の根元部分に当接しており、アクチュエーター４０で発生した振動が振動出力部４１を介して駒２０に与えられる。
【００２３】
また、振動出力部４１は貫通孔１５の内壁に接触することなく配置される。貫通孔１５の内壁に接触してしまうと、振動出力部４１から表板１１に直接振動が伝達されるため、表板１１に対して最適な位置に設けられている駒２０からの振動伝達を阻害し、音質を低下させてしまう。貫通孔１５の径が大きすぎると、空洞１４内での共鳴状態を阻害してしまうおそれがあるため、貫通孔１５はできるだけ小さく、かつ、振動出力部４１と接しないような径であることが好ましい。
【００２４】
一方、アクチュエーター４０の他端と裏板１２との間には、例えばシリコンゴムからなる弾性部材１６が挟持されている。この場合、アクチュエーター４０は、弦２１を張ることにより固定された駒２０と、裏板１２によって支持された弾性部材１６とによって挟まれて固定されている。アクチュエーター４０の他端と裏板１２との間に弾性部材１６を介在させたことにより、アクチュエーター４０の振動が弾性部材で吸収されるため、アクチュエーター４０から裏板１２へ直接伝達される振動を減少させることができる。このように、魂柱２２及び側板１３以外からの裏板へ振動伝達を減少させることで、バイオリン１の音質の低下を防ぐことができる。
【００２５】
＜アクチュエーターの構成＞
アクチュエーター４０は、圧電アクチュエーター、磁歪アクチュエーターなど、様々なアクチュエーターを用いることができるが、本実施形態では、磁歪アクチュエーターを用いた例を説明する。
【００２６】
図３は磁歪アクチュエーターであるアクチュエーター４０の正面断面図である。アクチュエーター４０は、振動出力部４１と、外装体４２と、与圧部材４３と、磁歪素子４４と、永久磁石４５と、ヨーク部材４６と、コイル４７と、ボビン４８とを備える。
【００２７】
外装体４２は、金属材料などの剛性材料によって構成され、内部空間４９と、底部５０とを有する。外装体４２は、筒状部５１の一端に、底部５０を嵌め込んで、ねじなどの止め具５２によって固定した構造となっており、底部５０と対向する側には開口部５３を有している。
【００２８】
開口部５３は、筒状部５１の他端に形成した内向きつば部５４を有する。振動出力部４１、与圧部材４３、磁歪素子４４、永久磁石４５、ヨーク部材４６、コイル４７及びボビン４８は、外装体４２の内部空間４９に収納されている。
【００２９】
ボビン４８は、筒状部５５及びその両端につば部５６、５７を有しており、コイル４７はボビン４８の筒状部５５の外周面に巻かれている。ボビン４８の筒状部５５の内部には、棒状の磁歪素子４４が挿入されている。ボビン４８のつば部５６は、底部５０の内面に設けられた段部６０に嵌め込まれる。磁歪素子４４は、相対する両端のうち、一端が段部６０に当接し、底部５０によって受けられている。
【００３０】
永久磁石４５は、円筒体で構成されていて、内部に磁歪素子４４、コイル４７及びボビン４８を収納するとともに、外装体４２の内部空間４９内に配置され、相対する両端の一端が、外装体４２の底部５０によって受けられ、他端が外装体４２の内部空間４９の内壁面に形成された段部６１によって受けられている。
【００３１】
ヨーク部材４６は、中央部に厚み方向に貫通する貫通口６２が空けられた円環状盤体である。ヨーク部材４６は、永久磁石４５及び底部５０とともに、擬似閉磁路を形成して、磁歪素子４４に磁気バイアスを印加する。
【００３２】
振動出力部４１は、一端側が磁歪素子４４の他端側に、貫通口６２を介して接続され、他端が開口部５３を通して外部に導かれている。振動出力部４１は、好ましくは、高分子材料を主成分とする材料によって構成される。振動出力部４１は、磁歪素子４４と接続される一端側に、磁歪素子４４を受ける凹部６３が設けられている。振動出力部４１の胴部６４は、段付状となっており、その胴部６４の後端部には、つば部６５が設けられている。
【００３３】
与圧部材４３は、外装体４２と振動出力部４１との間に介在し、振動出力部４１を磁歪素子４４の方向に付勢する。与圧部材４３は、金属製板ばね、または、金属コイルばねが使用できるが、高分子材料を主成分とする弾性材料が好ましい。具体的には、ある一定の弾性係数を有する高分子ゴム、または、高分子プラスチックなどである。これらは、高分子材料の単独材料であってもよいし、高分子材料に無機粉体等を添加した複合材料であってもよい。この場合、与圧部材４３は、円筒状であり、筒状体の軸方向でみた一端が外装体４２によって受けられ、他端が、振動出力部４１のつば部６５によって構成される段部６６によって受けられる。与圧部材４３は、振動出力部４１の胴部６４を包囲するように配置され、胴部６４の端部に設けたつば部６５によって構成される段部６６と、スペーサ６７のつば部６８の段部６９との間で圧縮される。
【００３４】
スペーサ６７は、外装体４２と振動出力部４１との間に挿入されている。スペーサ６７も、高分子材料を主成分とする材料によって構成することが好ましい。スペーサ６７は、つば部６８を有しており、つば部６８が、外装体４２の内向きつば部５４の内面７０に重なり、それによって支持されている。
【００３５】
かくしてこのような構成を有するアクチュエーター４０において、コイル４７に後述する受信機によって得た電気音響信号を流すことにより、当該電気音響信号に基づく磁界が磁歪素子４４に印加され、磁歪素子４４を電気音響信号に応じて伸縮させることができる。この磁歪素子４４の伸縮は、機械的振動として振動出力部４１に伝達され、当該振動出力部４１を介して外部に出力される。上述したように、本実施形態では、振動出力部４１は、駒２０に当接しているので、電気音響信号に基づく振動を駒２０に伝達することができる。
【００３６】
＜受信機の構成＞
図１及び図２を用いて説明した本実施形態のバイオリン１においては、本体１０の空洞１４内に図示せぬ受信機が設けられており、この受信機によって外部から送信されたアクチュエーター４０を駆動するための電気音響信号を受信し、その受信した電気音響信号をアクチュエーター４０に供給して電気音響信号に基づく振動を発生させる。
【００３７】
図４は、本体１０に設けられた受信機及びその受信機に対して電気音響信号を送信する送信機の構成を示すブロック図である。図４に示すように、送信機８０には、半導体メモリやハードディスクドライブ、或いは光ディスク等に記録された音楽データを再生する音楽再生装置、いわゆる再生プレーヤー８１が接続されている。この場合、音楽データとしては、バイオリンの演奏データである。再生プレーヤー８１によって再生された音楽データは、アナログの電気音響信号に変換され、当該再生プレーヤー８１から出力される。この場合、再生プレーヤー８１から出力される電気音響信号は、バイオリンの演奏音を示す電気信号である。電気音響信号は、送信回路８２に入力され、ここで所定の通信方式に基づく信号処理が施され、当該電気音響信号に基づく無線信号が生成される。この無線信号は、送信アンテナ８３を介して送信される。
【００３８】
一方、受信機９０は、受信アンテナ９１及び受信回路９２を有しており、送信アンテナ８３から送信された無線信号を受信アンテナ９１で受信する。受信された無線信号は受信回路９２に送られ、ここで所定の受信処理を施すことにより電気音響信号が復元され、上述したように、アクチュエーター４０の駆動用信号として当該アクチュエーター４０に供給される。かくしてアクチュエーター４０において、この電気音響信号を内部のコイルに供給することにより、この電気音響信号に基づく振動を発生することができる。
【００３９】
なお、ここでは図示しないが、受信機９０には動作スイッチが設けられており、動作スイッチをオフすることにより、アクチュエーター４０に対する電気音響信号の供給を停止することができ、アクチュエーター４０による自動演奏を停止して、演奏者による通常の演奏も可能になっている。その場合、演奏者は、通常のバイオリンと同様に、弓で弦２１を振動させれば良い。
【００４０】
＜第二の実施形態＞
図５は本発明の第二の実施形態であるバイオリン１００の断面図を表すものである。なお、駒２０やアクチュエーター４０など、図２で説明した部分と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００４１】
空洞１４内には、側板１３同士を接続する木製の梁１７が設けられている。アクチュエーター４０は第一の実施形態とは異なり、梁１７と駒２０との間に固定されている。
【００４２】
この構成によれば、アクチュエーター４０が裏板１２と直接接することなく配置されているため、アクチュエーター４０から直接裏板１２に振動が伝達されることを防止でき、音質の低下を防止することができる。梁１７は側板１３との接合面積を小さくできるため、また弦楽器の共鳴は主に表板１１と裏板１２によって起こると考えられるため、その振動が伝わったとしても音質に対する影響は小さくなる。この構成では、魂柱２２が表板１１から裏板１２への振動伝達を担うことによって、表板１１と裏板１２の振動が通常のバイオリンと同様の振動状態に近くなり、バイオリンが狙う本来の音色に近づけることができる。
【００４３】
＜他の実施形態＞
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４４】
例えば上述の第二の実施形態においては、梁１７によってアクチュエーター４０を支持するようにしたが、本発明はこれに限らず、第一の実施形態と同様に、梁１７とアクチュエーター４０との間に弾性部材を介在させるようにしても良い。
【００４５】
また、第一の実施形態、第二の実施形態では共に空洞１４の内部にアクチュエーター４０を配置しているが、バイオリン本体１０の外部に駒２０と接触するようにアクチュエーター４０を配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記の各実施形態では、アクチュエーター４０の振動出力部４１と駒２０とが直接接触しているが、アクチュエーター４０による振動が駒２０に直接的に伝達される限り、両者間に何らかの部材が介在していても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第一の実施形態であるバイオリン１の斜視図である。
【図２】第一の実施形態であるバイオリン１の断面図である。
【図３】アクチュエーター４０の内部断面図である。
【図４】送信機及び受信機の構成を示すブロック図である。
【図５】第二の実施形態であるバイオリン１００の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１００…バイオリン
１０…本体
１１…表板
１２…裏板
１３…側板
１４…空洞
１５…貫通孔
１６…弾性部材
１７…梁
３３…ｆ字孔
２０…駒
２１…弦
２２…魂柱
３０…ネック
３１…糸巻
３２…テールピース
４０…アクチュエーター
４１…振動出力部
４２…外装体
４３…与圧部材
４４…磁歪素子
４５…永久磁石
４６…ヨーク部材
４７…コイル
４８…ボビン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動演奏が可能な弦楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ギターやバイオリンなどの弦楽器を自動演奏で楽しむための装置が開発されている。弦楽器は、弦による振動を駒を介して主として本体の表板に伝達することにより、表板、裏板及び本体内部の空洞で共鳴が発生し、これによって奥行きのある音色を奏でるようになされている。この楽器の音発生メカニズムを利用して表板をアクチュエーターにより直接振動させることにより自動演奏を可能にした弦楽器が知られている（特許文献１）。また機械的振動を発生するアクチュエーターとして、磁歪素子を用いたアクチュエーターも知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特許第３７８８３８２号公報
【特許文献２】特許第３６１５８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では、アクチュエーターが本体の表板に単に設けられているため、実際に演奏者が演奏する場合と比較して振動伝達経路が異なり、その結果、自動演奏の場合には演奏者による演奏と比較すると音質が低下するという不都合が生じていた。
【０００４】
そこで、本発明は弦楽器として使用可能であり、かつ、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現することができる自動演奏可能な弦楽器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の弦楽器は、弦と、表板、裏板及び表板と裏板とを接合する側板を有し、内部に空洞を備える本体と、表板上に設けられ、弦を支持する駒と、入力された電気音響信号に基づく振動を駒に与えるアクチュエーターと、を備えている。
【０００６】
弦楽器は演奏者が弦を振動させると、その振動が駒を介して本体の表板に伝達し、表板、裏板、本体の空洞が共鳴して音を発する。ここで、駒は演奏者が演奏した場合に弦の振動を表板に与えて全体として奥行きのある音を奏でるような適切な位置に設けられている。
【０００７】
一方、電気音響信号を入力してアクチュエーターを当該電気音響信号に基づいて振動させた場合には、アクチュエーターからの振動が駒を介して本体の表板に伝達し、演奏者により弦を振動させた場合と同様に、表板、裏板、本体の空洞が共鳴して音を発生する。このように電気音響信号を入力して自動演奏した場合にも、弦を振動させた場合と同様に駒を介して振動の伝達が行われるので、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現した自動演奏が可能となる。
【０００８】
本発明では、一端に振動出力部を有するアクチュエーターが本体の空洞内部に設けられ、さらに表板に空洞と連通する貫通孔を有しており、貫通孔を介して振動出力部が駒と接し、振動を与えるように配置されていると好ましい。弦楽器が元来備えている共鳴空間が損なわれる可能性が小さくなり、弦楽器が本来もつ音色により近づけることができる。また、アクチュエーターが空洞内部に配置され、また振動出力部が貫通孔から弦楽器外部に露出しているため、弦楽器の外観を損なうことがない。
【０００９】
本発明の弦楽器は、アクチュエーターの他端と弦楽器の裏板との間に挟持された弾性部材をさらに備えていることが好ましい。この構成によれば、アクチュエーターが弾性部材で支持、固定されるだけでなく、アクチュエーターの振動を弾性部材で吸収するため、アクチュエーターから裏板へ直接的に振動が伝達されることを抑制できる。
【００１０】
本発明の弦楽器は、対向する側板同士を連結しており、アクチュエーターの他端を支持するように設けられた梁を有していることが好ましい。側板を連結している梁が、アクチュエーターを支持することにより、アクチュエーターの振動が直接裏板へ伝達するのを防止し、音質の低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、弦楽器としての利用が可能で、かつ、演奏者による演奏の場合と遜色なく弦楽器が本来持つ音色を再現した自動演奏が可能な弦楽器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第一の実施形態＞
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
＜全体構成＞
図１は、本発明の弦楽器の一実施形態であるバイオリンの全体構成を示す斜視図である。また図２は、そのバイオリンの内部構造を示す断面図である。本実施形態のバイオリン１は、本体１０、その本体１０の一方の端部に設けられたネック３０、本体１０の他方の端部に設けられたテールピース３２、及びネック３０の先端からテールピース３２にかけて張られた弦２１を有している。
【００１４】
本体１０は、表板１１、裏板１２、表板１１と裏板１２の周縁同士を接合する側板１３を有しており、これら表板１１、裏板１２及び側板１３によって形成される空洞１４を内部に有している。空洞１４内には表板１１と裏板１２との間に挟持された魂柱２２を有している。本体１０を形成する表板１１、裏板１２、側板１３及び魂柱２２は、いずれも木製の材料で構成されている。
【００１５】
また本体１０の表板１１には、ｆ字孔３３が設けられており、空洞１４で共鳴した音がこのｆ字孔３３を介して外部に伝達されるようになされている。さらに本体１０の表板１１の中央付近には、弦２１を下方から支持する駒２０が設けられている。この駒２０には、アクチュエーター４０が当接しており、当該アクチュエーター４０で発生した振動が駒２０に伝達されるようになされている。
【００１６】
ネック３０の先端には、弦２１の一端を係止するための糸巻３１が設けられている。またテールピース３２には、弦２１の他端を係止するための係合部が設けられている。
【００１７】
弦２１は、その一端が表板１１上のテールピース３２によって固定され、他端がネック３０の先端に設けられた糸巻３１に対して巻回されている。また弦２１は、本体１０の中央付近において駒２０の上端により下方から支持されており、糸巻３１を回して弦２１の長さを調節することにより、所望の音を奏でるように駒２０の上端を支持点として張られている。
【００１８】
魂柱２２は、駒２０及びアクチュエーター４０と接触しないよう、表板１１と裏板１２との間に挟まれた状態で接着剤を用いずに固定される円柱状の部材である。魂柱２２は、駒２０から表板１１に与えられた振動を裏板１２に伝え、本体１０の振動及び音発生に寄与している。
【００１９】
駒２０は、アクチュエーター４０または弦２１からの振動を表板１１へと伝える木製の部材である。バイオリン１は、駒２０からの振動を表板１１で受け、振動が表板１１から魂柱２２及び側板１３を介して裏板１２へと伝達し、各板と空洞１４とが共鳴して音を発する。アクチュエーター４０から振動を入力する場合には、アクチュエーター４０が駒２０に振動を与えて自動演奏が可能であるが、アクチュエーターを用いない場合には、演奏者が弓（図示しない）で弦２１を振動させ、弦２１が駒２０に振動を与えることで演奏が可能である。
【００２０】
駒２０は表板１１上に設けられ、弦２１からの振動を表板１１に伝達する役割を持っている。弦楽器は主に表板１１を振動させることによって、楽器本体から外部へと音を発するものである。駒２０の位置は演奏する弦楽器の表板１１とそれ以外の裏板１２、側板１３、魂柱２２及び空洞１４の振動を最適な状態とし、また、弦楽器が本来備える奥行きのある音色を出すために最適な位置に微調整されている。本実施形態の駒２０も、表板１１を用いたバイオリン１に元々備えられていた位置と同様の位置に備え付けられている。駒２０が正確な位置に設けられているため、演奏者による演奏に際しても、またアクチュエーター４０からの振動伝達による自動演奏に際しても、バイオリン１が本来持つ音色を奏でることができる。
【００２１】
駒２０は一方の端部が二股に分かれ、他方の端部が丸みを帯びた円弧状に形成された板状部材であり、表板１１に対して垂直、かつ弦２１に対しても直交するように設けられている。駒２０の一方の端部は、接着剤等を用いずに、表板１１に設けられた凹部又は孔（図示せず）と係合することにより仮固定されており、他方の端部は弦２１に当接するようになされており、弦２１から与えられる付勢力によって当該弦２１と表板１１との間に固定されている。従って、弦２１を緩めた場合には、駒２０の固定は解除され、表板１１に対しては垂直な状態ではなくなる。このように駒２０を接着剤等で固定しない理由は、駒２０と表板１１との間に接着剤等が入り込み、駒２０から表板１１への良好な振動伝達が損なわれるため、好ましくないからである。
【００２２】
上述のように、二股に形成された駒２０の一方の端部が表板１１に当接するが、表板１１におけるその当接点Ａ、Ｂ間には、空洞１４と連通する貫通孔１５が設けられている。アクチュエーター４０は空洞１４内に配置されている。アクチュエーター４０の一端には、振動出力部４１が設けられており、この振動出力部４１が貫通孔１５を介して外部に露出している。この振動出力部４１の先端は、駒２０の二股の根元部分に当接しており、アクチュエーター４０で発生した振動が振動出力部４１を介して駒２０に与えられる。
【００２３】
また、振動出力部４１は貫通孔１５の内壁に接触することなく配置される。貫通孔１５の内壁に接触してしまうと、振動出力部４１から表板１１に直接振動が伝達されるため、表板１１に対して最適な位置に設けられている駒２０からの振動伝達を阻害し、音質を低下させてしまう。貫通孔１５の径が大きすぎると、空洞１４内での共鳴状態を阻害してしまうおそれがあるため、貫通孔１５はできるだけ小さく、かつ、振動出力部４１と接しないような径であることが好ましい。
【００２４】
一方、アクチュエーター４０の他端と裏板１２との間には、例えばシリコンゴムからなる弾性部材１６が挟持されている。この場合、アクチュエーター４０は、弦２１を張ることにより固定された駒２０と、裏板１２によって支持された弾性部材１６とによって挟まれて固定されている。アクチュエーター４０の他端と裏板１２との間に弾性部材１６を介在させたことにより、アクチュエーター４０の振動が弾性部材で吸収されるため、アクチュエーター４０から裏板１２へ直接伝達される振動を減少させることができる。このように、魂柱２２及び側板１３以外からの裏板へ振動伝達を減少させることで、バイオリン１の音質の低下を防ぐことができる。
【００２５】
＜アクチュエーターの構成＞
アクチュエーター４０は、圧電アクチュエーター、磁歪アクチュエーターなど、様々なアクチュエーターを用いることができるが、本実施形態では、磁歪アクチュエーターを用いた例を説明する。
【００２６】
図３は磁歪アクチュエーターであるアクチュエーター４０の正面断面図である。アクチュエーター４０は、振動出力部４１と、外装体４２と、与圧部材４３と、磁歪素子４４と、永久磁石４５と、ヨーク部材４６と、コイル４７と、ボビン４８とを備える。
【００２７】
外装体４２は、金属材料などの剛性材料によって構成され、内部空間４９と、底部５０とを有する。外装体４２は、筒状部５１の一端に、底部５０を嵌め込んで、ねじなどの止め具５２によって固定した構造となっており、底部５０と対向する側には開口部５３を有している。
【００２８】
開口部５３は、筒状部５１の他端に形成した内向きつば部５４を有する。振動出力部４１、与圧部材４３、磁歪素子４４、永久磁石４５、ヨーク部材４６、コイル４７及びボビン４８は、外装体４２の内部空間４９に収納されている。
【００２９】
ボビン４８は、筒状部５５及びその両端につば部５６、５７を有しており、コイル４７はボビン４８の筒状部５５の外周面に巻かれている。ボビン４８の筒状部５５の内部には、棒状の磁歪素子４４が挿入されている。ボビン４８のつば部５６は、底部５０の内面に設けられた段部６０に嵌め込まれる。磁歪素子４４は、相対する両端のうち、一端が段部６０に当接し、底部５０によって受けられている。
【００３０】
永久磁石４５は、円筒体で構成されていて、内部に磁歪素子４４、コイル４７及びボビン４８を収納するとともに、外装体４２の内部空間４９内に配置され、相対する両端の一端が、外装体４２の底部５０によって受けられ、他端が外装体４２の内部空間４９の内壁面に形成された段部６１によって受けられている。
【００３１】
ヨーク部材４６は、中央部に厚み方向に貫通する貫通口６２が空けられた円環状盤体である。ヨーク部材４６は、永久磁石４５及び底部５０とともに、擬似閉磁路を形成して、磁歪素子４４に磁気バイアスを印加する。
【００３２】
振動出力部４１は、一端側が磁歪素子４４の他端側に、貫通口６２を介して接続され、他端が開口部５３を通して外部に導かれている。振動出力部４１は、好ましくは、高分子材料を主成分とする材料によって構成される。振動出力部４１は、磁歪素子４４と接続される一端側に、磁歪素子４４を受ける凹部６３が設けられている。振動出力部４１の胴部６４は、段付状となっており、その胴部６４の後端部には、つば部６５が設けられている。
【００３３】
与圧部材４３は、外装体４２と振動出力部４１との間に介在し、振動出力部４１を磁歪素子４４の方向に付勢する。与圧部材４３は、金属製板ばね、または、金属コイルばねが使用できるが、高分子材料を主成分とする弾性材料が好ましい。具体的には、ある一定の弾性係数を有する高分子ゴム、または、高分子プラスチックなどである。これらは、高分子材料の単独材料であってもよいし、高分子材料に無機粉体等を添加した複合材料であってもよい。この場合、与圧部材４３は、円筒状であり、筒状体の軸方向でみた一端が外装体４２によって受けられ、他端が、振動出力部４１のつば部６５によって構成される段部６６によって受けられる。与圧部材４３は、振動出力部４１の胴部６４を包囲するように配置され、胴部６４の端部に設けたつば部６５によって構成される段部６６と、スペーサ６７のつば部６８の段部６９との間で圧縮される。
【００３４】
スペーサ６７は、外装体４２と振動出力部４１との間に挿入されている。スペーサ６７も、高分子材料を主成分とする材料によって構成することが好ましい。スペーサ６７は、つば部６８を有しており、つば部６８が、外装体４２の内向きつば部５４の内面７０に重なり、それによって支持されている。
【００３５】
かくしてこのような構成を有するアクチュエーター４０において、コイル４７に後述する受信機によって得た電気音響信号を流すことにより、当該電気音響信号に基づく磁界が磁歪素子４４に印加され、磁歪素子４４を電気音響信号に応じて伸縮させることができる。この磁歪素子４４の伸縮は、機械的振動として振動出力部４１に伝達され、当該振動出力部４１を介して外部に出力される。上述したように、本実施形態では、振動出力部４１は、駒２０に当接しているので、電気音響信号に基づく振動を駒２０に伝達することができる。
【００３６】
＜受信機の構成＞
図１及び図２を用いて説明した本実施形態のバイオリン１においては、本体１０の空洞１４内に図示せぬ受信機が設けられており、この受信機によって外部から送信されたアクチュエーター４０を駆動するための電気音響信号を受信し、その受信した電気音響信号をアクチュエーター４０に供給して電気音響信号に基づく振動を発生させる。
【００３７】
図４は、本体１０に設けられた受信機及びその受信機に対して電気音響信号を送信する送信機の構成を示すブロック図である。図４に示すように、送信機８０には、半導体メモリやハードディスクドライブ、或いは光ディスク等に記録された音楽データを再生する音楽再生装置、いわゆる再生プレーヤー８１が接続されている。この場合、音楽データとしては、バイオリンの演奏データである。再生プレーヤー８１によって再生された音楽データは、アナログの電気音響信号に変換され、当該再生プレーヤー８１から出力される。この場合、再生プレーヤー８１から出力される電気音響信号は、バイオリンの演奏音を示す電気信号である。電気音響信号は、送信回路８２に入力され、ここで所定の通信方式に基づく信号処理が施され、当該電気音響信号に基づく無線信号が生成される。この無線信号は、送信アンテナ８３を介して送信される。
【００３８】
一方、受信機９０は、受信アンテナ９１及び受信回路９２を有しており、送信アンテナ８３から送信された無線信号を受信アンテナ９１で受信する。受信された無線信号は受信回路９２に送られ、ここで所定の受信処理を施すことにより電気音響信号が復元され、上述したように、アクチュエーター４０の駆動用信号として当該アクチュエーター４０に供給される。かくしてアクチュエーター４０において、この電気音響信号を内部のコイルに供給することにより、この電気音響信号に基づく振動を発生することができる。
【００３９】
なお、ここでは図示しないが、受信機９０には動作スイッチが設けられており、動作スイッチをオフすることにより、アクチュエーター４０に対する電気音響信号の供給を停止することができ、アクチュエーター４０による自動演奏を停止して、演奏者による通常の演奏も可能になっている。その場合、演奏者は、通常のバイオリンと同様に、弓で弦２１を振動させれば良い。
【００４０】
＜第二の実施形態＞
図５は本発明の第二の実施形態であるバイオリン１００の断面図を表すものである。なお、駒２０やアクチュエーター４０など、図２で説明した部分と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００４１】
空洞１４内には、側板１３同士を接続する木製の梁１７が設けられている。アクチュエーター４０は第一の実施形態とは異なり、梁１７と駒２０との間に固定されている。
【００４２】
この構成によれば、アクチュエーター４０が裏板１２と直接接することなく配置されているため、アクチュエーター４０から直接裏板１２に振動が伝達されることを防止でき、音質の低下を防止することができる。梁１７は側板１３との接合面積を小さくできるため、また弦楽器の共鳴は主に表板１１と裏板１２によって起こると考えられるため、その振動が伝わったとしても音質に対する影響は小さくなる。この構成では、魂柱２２が表板１１から裏板１２への振動伝達を担うことによって、表板１１と裏板１２の振動が通常のバイオリンと同様の振動状態に近くなり、バイオリンが狙う本来の音色に近づけることができる。
【００４３】
＜他の実施形態＞
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４４】
例えば上述の第二の実施形態においては、梁１７によってアクチュエーター４０を支持するようにしたが、本発明はこれに限らず、第一の実施形態と同様に、梁１７とアクチュエーター４０との間に弾性部材を介在させるようにしても良い。
【００４５】
また、第一の実施形態、第二の実施形態では共に空洞１４の内部にアクチュエーター４０を配置しているが、バイオリン本体１０の外部に駒２０と接触するようにアクチュエーター４０を配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、上記の各実施形態では、アクチュエーター４０の振動出力部４１と駒２０とが直接接触しているが、アクチュエーター４０による振動が駒２０に直接的に伝達される限り、両者間に何らかの部材が介在していても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第一の実施形態であるバイオリン１の斜視図である。
【図２】第一の実施形態であるバイオリン１の断面図である。
【図３】アクチュエーター４０の内部断面図である。
【図４】送信機及び受信機の構成を示すブロック図である。
【図５】第二の実施形態であるバイオリン１００の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１００…バイオリン
１０…本体
１１…表板
１２…裏板
１３…側板
１４…空洞
１５…貫通孔
１６…弾性部材
１７…梁
３３…ｆ字孔
２０…駒
２１…弦
２２…魂柱
３０…ネック
３１…糸巻
３２…テールピース
４０…アクチュエーター
４１…振動出力部
４２…外装体
４３…与圧部材
４４…磁歪素子
４５…永久磁石
４６…ヨーク部材
４７…コイル
４８…ボビン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弦と、
表板、裏板及び前記表板と前記裏板とを接合する側板を有し、内部に空洞を備える本体と、
前記表板上に設けられ、前記弦を支持する駒と、
入力された電気音響信号に基づく振動を前記駒に与えるアクチュエーターと、
を備えることを特徴とする弦楽器。
【請求項２】
前記本体は、前記空洞と連通するように前記表板に設けられた貫通孔を有し、
前記アクチュエーターは、一端に設けられた振動出力部を有し、
前記振動出力部が前記貫通孔を介して前記駒に接触するように、前記アクチュエーターは前記空洞内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の弦楽器。
【請求項３】
前記アクチュエーターの他端と前記裏板との間に挟持された弾性部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の弦楽器。
【請求項４】
前記本体は、対向する前記側板同士を連結すると共に、前記アクチュエーターの他端を支持するように設けられた梁をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の弦楽器。
【請求項５】
前記アクチュエーターが磁歪アクチュエーターである、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の弦楽器。
【請求項１】
弦と、
表板、裏板及び前記表板と前記裏板とを接合する側板を有し、内部に空洞を備える本体と、
前記表板上に設けられ、前記弦を支持する駒と、
入力された電気音響信号に基づく振動を前記駒に与えるアクチュエーターと、
を備えることを特徴とする弦楽器。
【請求項２】
前記本体は、前記空洞と連通するように前記表板に設けられた貫通孔を有し、
前記アクチュエーターは、一端に設けられた振動出力部を有し、
前記振動出力部が前記貫通孔を介して前記駒に接触するように、前記アクチュエーターは前記空洞内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の弦楽器。
【請求項３】
前記アクチュエーターの他端と前記裏板との間に挟持された弾性部材をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の弦楽器。
【請求項４】
前記本体は、対向する前記側板同士を連結すると共に、前記アクチュエーターの他端を支持するように設けられた梁をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の弦楽器。
【請求項５】
前記アクチュエーターが磁歪アクチュエーターである、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の弦楽器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−８８９１９（Ｐ２００９−８８９１９Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５５１７７（Ｐ２００７−２５５１７７）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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